(57)【要約】【課題】  連続的に供給される１００〜６００ｄｔｅｘの合成繊維糸条を巻取る巻取機に装備された２コップ以上のボビンホルダーにおいて、糸切替時に糸切替失敗が極めて少ない紙管を提供する。【解決手段】合成繊維糸条を巻き取るための紙管において、その端面の内径側に軸芯方向に対する傾斜面を有し、紙管厚みの半分以上が該傾斜面でありかつ軸心方向に対する傾斜角が９０°未満であることを特徴する合成繊維巻取用紙管。さらに前記紙管の片方の端面がカット状傾斜部を１箇所以上有することが好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成繊維糸条を巻き取るための紙管において、その端面の内径側に軸芯方向に対する傾斜面を有し、紙管厚みの半分以上が該傾斜面でありかつ軸心方向に対する傾斜角が９０°未満であることを特徴する合成繊維巻取用紙管。
【請求項２】
前記紙管の片方の端面がカット状傾斜部を１箇所以上有することを特徴とする請求項１に記載の合成繊維巻取用紙管。
【請求項３】
前記紙管の両端面の最外周部に、全周にわたるＲ取り加工を施したことを特徴とする請求項１または２に記載の合成繊維巻取用紙管。
【請求項４】
前記カット状傾斜部が２箇所であることを特徴とする請求項２または３に記載の合成繊維巻取用紙管。
【請求項５】
前記紙管の両端面において、Ｒ取り加工部及びカット状傾斜部以外は全て軸芯方向に対する傾斜面であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の合成繊維巻取用紙管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は合成繊維糸条を巻き取るに際して自動糸切替成功率を改善した紙管に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、合成繊維糸条を巻き取る紙管には、製造コストを節減する目的から、その材質に紙が使用されている場合が殆どである。この紙管を使用して糸切替を行う場合、糸把持・切断手段として、紙管端部に設けた溝に把持させるもの（特許文献１）や、隣接する紙管端部同士を嵌合させその嵌合部分に把持させる方法（特許文献２）、または紙管と金属またはプラスチックでつくられた円筒状のリングを巻取機のボビンホルダーに一緒に装着し、その接触部に把持させる方法（特許文献３）、ボビンの端面の外周にカット状傾斜部を設け、かつ微少な内部傾斜部を設けたボビン（特許文献４）が提案されている。
【０００３】
しかし、特許文献１の方法では、紙管端部の溝（ブレードカットとも呼ばれている）による糸条の把持力が弱いため、特に産業用合成繊維のように、比較的強度の大きいマルチフィラメントの場合には、糸を把持する力が十分でなく、糸を切断できないことがある。またこの紙管を繰り返し使用する時に、前記糸切断把持のための溝に把持された前回の把持糸条の切れ端を、紙管端部の溝から完全に除去することが難しく、その後の糸切替成功率が極度に悪化するという問題がある。また、環境問題へ配慮して廃棄物の削減、及び生産コストの更なる削減のため、一度使用した紙管を回収してそのまま再使用することが行われているが、再使用時に前回の把持糸条の切れ端を溝から完全に除去する必要があった。
【０００４】
また、特許文献２の方法では、紙管の端面に機械加工を施して嵌合せを形成するためコストが増加するばかりか紙管の再使用を繰り返すうちに、紙管端部に傷や変形が起こり、糸切替成功率が著しく悪化するという問題がある。
【０００５】
さらに特許文献３の方法では、比較的強度の大きいマルチフィラメントの場合においても良好な切替成功率が得られるが、紙管に加えリングという余計な補助具をボビンホルダーや紙管自体に作業員の手を介して適切に取り付ける必要がある。また、近年合成繊維を効率的に生産するため巻取機の多錘化が進められ、それに伴い１つのボビンホルダーに装着する紙管の数（コップ数ともいう）が多くなってきている。コップ数が３以上の場合は、取り付ける手間を考慮するとリング等の余計な補助具を使用することは難しい。よって現状は、コップ数が３以上のボビンホルダーにおいて、特に１００〜６００ｄｔｅｘ程度の産業用合成繊維糸条を巻き取る場合には、紙管同士の接触部に糸条を把持させ紙管の回転力によって引きちぎって切断後紙管に巻き取る方法が取られているが、糸切替成功率が悪い。    
【０００６】
特許文献４のボビンを用いた場合には、内部傾斜部（本発明における端面の内径側に設けた軸心方向に対する傾斜面）が微少なため紙管同士の接触部は紙管内径付近であり、糸条は紙管端面の内周部、つまりボビンホルダー近傍で把持・切断される。よって糸張力が低下し、その結果糸条にたるみが生じ糸切替失敗が起こりやすい状況であった。
【特許文献１】実開昭４９−１２０９７９号全文公開明細書（実用新案登録請求の範囲）
【特許文献２】実公平２−３４７７号公報（実用新案登録請求の範囲）
【特許文献３】特開平７−２６７５１０号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】特開２００１−３４８１６５号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、２コップ以上のボビンホルダーにおいて、特に１００〜６００ｄｔｅｘ程度の産業用合成繊維糸条を紙管同士の接触部に把持させ、紙管の回転力によって引きちぎって切断後紙管に巻き取る場合でも、高確率の糸切替成功率が得られる紙管を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らが検討した結果、２コップ以上のボビンホルダーを有する巻取機において、特に１００ｄｔｅｘ以上６００ｄｔｅｘ未満の細物と呼ばれる産業用合成繊維糸条を紙管同士の接触部に把持させ紙管の回転力によって引きちぎって切断後紙管に巻き取る場合に糸切替成功率が低くなる原因は、把持された糸条が紙管端面の外周部にとどまらず内周部、つまりボビンホルダーまで落ち込むことにより、糸条が切断された瞬間の糸張力が低下し、その結果糸条にたるみが生じ糸切替失敗につながることがわかった。そこで、紙管端面の形状を見直して把持された糸条が紙管端面の外周部で把持・切断される様にすれば糸張力の低下を小さくすることができ、糸条のたるみが抑えられるため糸切替成功率を高くすることができることを見いだした。
【０００９】
すなわち、上記課題を解決する本発明の合成繊維巻取用紙管は、以下の（１）の構成を有するものである。
（１）合成繊維糸条を巻き取るための紙管において、その端面の内径側に軸芯方向に対する傾斜面を有し、紙管厚みの半分以上が該傾斜面でありかつ軸心方向に対する傾斜角が９０°未満であることを特徴する合成繊維巻取用紙管。さらに上記構成に加えて、次の（２）〜（５）に示す具体的構成を有することがより好ましい。
（２）前記紙管の片方の端面がカット状傾斜部を１箇所以上有することを特徴とする上記（１）に記載の合成繊維巻取用紙管。
（３）前記紙管の両端面の最外周部に、全周にわたるＲ取り加工を施したことを特徴とする上記（１）または（２）に記載の合成繊維巻取用紙管。
（４）前記カット状傾斜部が２箇所であることを特徴とする上記（２）または（３）に記載の合成繊維巻取用紙管。
（５）前記紙管の両端面において、Ｒ取り加工部及びカット状傾斜部以外は全て軸芯方向に対する傾斜面であることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の合成繊維巻取用紙管。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、２コップ以上のボビンホルダーにおいて、特に１００〜６００ｄｔｅｘ程度の産業用合成繊維糸条を紙管同士の接触部に把持させ、紙管の回転力によって引きちぎって切断後紙管に巻き取る場合でも、紙管の外周部で糸条が把持されるため、高確率の糸切替成功率が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明でいう合成繊維は特に限定されないが、一般にポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ＰＡＮ繊維などを指す。このような合成繊維の製造工程では巻取機によって一旦糸条パッケージとして巻き取られる。その際に、合成繊維糸条の巻取に使用する巻取機としては、２つのボビンホルダーを備え一方のボビンホルダーに装着された紙管が満巻になると、互に回転して位置を入れ替え後、他方のボビンホルダーに装着された空紙管に巻取るよう自動的に糸切替を行うターレット式自動切替方式の巻取機が多数使われている。
【００１２】
巻取機のボビンホルダーに装着された紙管は、ボビンホルダーに設けられた把持手段によって強く把持されてボビンホルダーと共に回転させられ、巻取機のトラバース機構によって左右に綾振られながら連続供給されてくる糸条を紙管上に巻き取って、糸条パッケージを形成する。
【００１３】
以下、本発明に好適に使用できる合成繊維巻取用紙管の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
ここに、図１は本発明の合成繊維巻取用紙管の一態様を模式的に例示した概略断面図、図２は従来使用されていた合成繊維巻取用紙管を模式的に例示した概略断面図をそれぞれ示す。また図３は本発明による合成繊維巻取用紙管の一態様を直列に装着したボビンホルダーの概略断面図、図４は従来使用されていた合成繊維巻取用紙管を装着したボビンホルダーの概略断面図を示す。図５は本発明の合成繊維巻取用紙管の他の態様の概略側面図および断面図、図６はカット状傾斜部６の概略形状図、図７は本発明の合成繊維巻取用紙管のさらに他の態様の概略断面図を示す。
【００１５】
図２に例示した従来から使用されている合成繊維巻取用紙管２の端面は一見軸方向に対して直角に切断されている様に見えるが、断面をよく観察すると完全に直角にはなっておらず軸芯方向に対する傾斜角αは９２〜１００°程度となっている。これは、紙管製造時において刃物を用いて所定長さに切断するときに、刃先の角度により形成されてしまうものである。また、この傾斜角αは切断時に使用する刃物によって異なる。紙管の端面を機械加工により完全な直角とすることは可能ではあるが、紙は吸湿により変形するため長期にわたり完全な直角を維持することはほぼ不可能である。このような従来より使用されている紙管複数個を４コップのボビンホルダーに装着すると図４のように外周部には隙間５ができ、紙管同士は最内周部で接触する。その結果、紙管同士の接触部に糸条を把持させて糸切替を行おうとすると、最外周部では隙間が大きすぎて把持されず、最内周部で把持されることになる。その結果、走糸速度（＝紙管外周の周速）と比較して把持され切断された瞬間の巻取速度は低くなり、糸張力が低下して糸条にたるみが生じるため、切替成功率は低下する。このような現象は、特許文献４に記載のボビンの端面の外周にカット状傾斜部を設け、かつ微少な内部傾斜部を設けたボビンでも、内周部で糸条が把持されることに変わりはなく、同様の現象が発生し切替成功率は低下する。
【００１６】
そこで、本発明では、図１に示すように紙管の少なくとも片方の端面が紙管端面の内径側に設けた軸心方向に対する傾斜面９を有し、その軸心方向に対する傾斜角αが９０°未満とする。しかもこの傾斜面は紙管厚みの半分以上を占めることが必要である。好ましくは、紙管の両端面において切り欠き、テーパー、Ｒ取り加工部やカット状傾斜部を形成する以外の部分は全てこの軸心方向に対する傾斜面とすることが好ましい。また傾斜面の紙管厚みに占める割合の計算は図８に示す様に以下の式により計算された値をいう。
軸芯方向に対する傾斜面の紙管厚みに占める割合（％）＝軸芯方向に対する傾斜面部分の厚みＢ／紙管厚みＡ×１００
【００１７】
なお、図５、図６に示すカット状傾斜部６を有する紙管の場合は、カット状傾斜部は端面外周部の全体にわたり設けるものではないため、上記の計算式の要件とはしていない。
【００１８】
このようにするためには、たとえば紙管製造時において刃物を用いて所定長さに切断後、ヤスリなどを用いて端面を整形する方法などがあるが、軸芯方向に対する傾斜面９の傾斜角αが９０°未満の範囲内に入り、長期にわたりこの状態が維持されるようであればどのような方法でもかまわない。この紙管を複数個用いてボビンホルダーに装着すると図３のようになり、紙管同士は外周部で接触する。紙管同士の接触部に糸条を把持させて糸切替を行おうとすると、糸条は外周部で把持されて切断される。その結果、糸張力の低下が小さくなるため糸条のたるみが抑えられ、切替成功率を向上させることができる。
【００１９】
また傾斜角αの下限としては６０°以上であることが好ましく、７０°以上であることがより好ましく、８０°以上であることがさらに好ましい。傾斜角αが６０°以上であれば端面が変形しにくくなり、紙管同士の接触部において糸条を切断するのに十分な把持力が得られ、糸切替失敗が発生しにくくなる。
【００２０】
また、糸条の繊度が４００〜６００ｄｔｅｘ程度と細物と呼ばれるものの中で比較的大きい場合には、糸条が紙管同士の接触部に糸条が入りにくいことがある。この場合は図５に示す様に紙管端面の端部に、平面的に切り取ったカット状傾斜部６（例えば、傾きβは１０〜２５°程度が好ましい。）を１箇所以上設けることにより、糸が紙管外周部の紙管同士の接触部に導かれ、良好な糸切替成功率を得ることができる。さらにこのカット状傾斜部を２箇所設けることにより、さらに良好な切替成功率を得ることができる。しかし、カット状傾斜部を３箇所以上設けることは、糸条の把持・切断を行う紙管端面の長さが不十分となる可能性があり、好ましくない。また、本発明による合成繊維巻取用紙管は端面最外周部に、図７に示すように端面外周部の全周にわたりＲ取り加工部７を設けても同様の効果が得られる。Ｒ取りの半径は特に規定しないが１〜２ｍｍ程度が良い。
【００２１】
本発明による合成繊維巻取用紙管は、把持された糸条が紙管端面のできるだけ外周部で把持される様にすることにより、１つのボビンホルダーに複数個の紙管を直列に装着する場合において、紙管同士の接触部に糸条を把持させ紙管の回転力によって引きちぎって切断後紙管に巻き取る場合でも、糸切替直後の糸条は紙管内周部まで落ち込まずに外周部で把持される。そのため切断された瞬間の糸速度低下が小さく糸張力の低下は殆ど発生しない。よって、糸条にはほとんどたるみが生じないので糸切替失敗は発生しにくくなり、優れた糸切替成功率が得られるのである。
【実施例】
【００２２】
本文および実施例に示した各特性の定義および測定法は以下の通りである。
【００２３】
（１）繊度：ＪＩＳ  Ｌ１０１３（１９９９）の方法で５ｃＮ／ｄｔｅｘの初期荷重をかけて正量繊度を測定した。
【００２４】
（２）切替時糸張力：英光産業(株)製の張力計（テンションスター  Ｐ型）を用い、綾振り支点ロール直前で自動切替動作１〜３秒前の張力を測定した。
【００２５】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２６】
（実施例１）
１つのボビンホルダーに４本の紙管を装着するＴＭＴマシナリー（株）製自動巻取機ＨＷ−２０に装着するすべての紙管に、図１に示す本発明による合成繊維巻取用紙管を装着して以下の条件でナイロン ６６糸（２３５ｄｔｅｘ／３６フィラメント）の巻取りを行った。その結果、紙管外周部で糸条が把持・切断されるため切替時の張力低下はほとんど無く、糸切替失敗は５回発生したのみであり、糸切替成功率は９４％であった。結果を表１に示す。
紙管サイズ              ：内径７３ｍｍ、外径８９ｍｍ、長さ１８０ｍｍ
紙管の両端面の内径側に設けた軸心方向に対する傾斜面
１）紙管厚みに占める割合      ：５０％        
２）軸芯方向に対する傾斜角α  ：８５±２° 
巻取速度                ：３０００ｍ／ｍｉｎ
糸切替間隔              ：１２０ｍｉｎ
糸切替時糸張力          ：４０ｇｆ
評価日数                ：７日（糸切替回数：８４回）。
【００２７】
（実施例２）
β＝２２±２°として紙管の端面を周長で４６ｍｍ切り取るカット状傾斜部を１箇所設けた以外は実施例１と同様にした図５に示す本発明による合成繊維巻取用紙管を作製した。これを使用し、実施例１と同じ条件で巻取を行った。その結果糸切替失敗は４回発生したのみで、糸切替成功率は９５％であった。結果を表１に示す。
【００２８】
（実施例３）
Ｒ取りの半径を２ｍｍとした以外は実施例１の紙管と同様にして、図７に示す本発明による合成繊維巻取用紙管を作製した。これを使用した以外は実施例１と同じ条件で巻取を行った。その結果糸切替失敗は４回発生したのみで、糸切替成功率は９５％であった。結果を表１に示す。
【００２９】
（実施例４）
β＝２２±２°として紙管の端面を周長で４６ｍｍ切り取るカット状傾斜部を２箇所設け、カット状傾斜部及びＲ取り加工部以外はすべて軸心方向に対する傾斜面とした以外は実施例３の紙管と同様のものを用い、実施例１と同じ条件で巻取を行った。その結果糸切替失敗は１回も発生せず、糸切替成功率は１００％であった。結果を表１に示す。
【００３０】
（実施例５）
実施例４の紙管と同様のものを用い、巻取る糸条をナイロン６６糸（４７０ｄｔｅｘ／７２フィラメント）、糸切替間隔を６０ｍｉｎ、糸切替時糸張力８０ｇｆ、評価期間７日間（糸切替回数：１６８回）とした以外は実施例１と同じ条件で巻取を行った。その結果糸切替失敗は１回も発生せず、糸切替成功率は１００％であった。結果を表１に示す。
【００３１】
（比較例１）
図２に示す従来から使用されている合成繊維巻取用紙管を使用し、α＝９３±２°とした以外は実施例１と同じ条件で巻取を行った。その結果、紙管の最内周部で糸条が把持されるため切断された瞬間の張力低下が大きく、糸切替失敗は１５回発生し、糸切替成功率は８２％であった。結果を表１に示す。
【００３２】
（比較例２）
図１の角度αを８５±２°とし紙管端面の内径側に設けた軸心方向に対する傾斜面の紙管厚みに占める割合を２５％とした紙管を使用した以外は、実施例１と同じ条件で巻取を行った。その結果、把持された糸条が紙管端面の外周部にとどまらず内周部、つまりボビンホルダー近傍で把持されるため、糸条が切断された瞬間の糸張力が低下して糸条にたるみが生じるため、糸切替失敗は１０回発生し、糸切替成功率は８８％であった。
【００３３】
（比較例３）
片方の端面にβ＝２２±２°の１カット状傾斜部を２箇所設けた特許文献４に記載の紙管を使用した以外は、比較例２と同じ条件で巻取を行った。その結果、比較例２と同様把持された糸条が紙管端面の外周部にとどまらず内周部、つまりボビンホルダー近傍で把持されるため、糸条が切断された瞬間の糸張力が低下して糸条にたるみが生じるため、糸切替失敗は１０回発生し、糸切替成功率は８８％であった。
【００３４】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の合成繊維巻取用紙管の一態様の概略断面図である。
【図２】従来使用されていた合成繊維巻取用紙管の概略断面図
【図３】本発明による合成繊維巻取用紙管の一態様を装着したボビンホルダーの概略断面図
【図４】従来使用されていた合成繊維巻取用紙管を装着したボビンホルダーの概略断面図
【図５】本発明の合成繊維巻取用紙管の他の態様の概略側面図および断面図
【図６】カット状傾斜部６の概略形状図
【図７】本発明の合成繊維巻取用紙管のさらに他の態様の概略断面図
【図８】軸芯方向に対する傾斜面の紙管厚みに占める割合（％）を示すため、紙管端面の断面を拡大した図。
【符号の説明】
【００３６】
１：本発明による合成繊維巻取用紙管
２：従来から使用されている合成繊維巻取用紙管
３：ボビンホルダー最奥部のリング
４：４コップのボビンホルダー
５：隙間
６：カット状傾斜部
７：Ｒ取り加工部
８：軸芯
９：端面の内径側に設けた軸心方向に対する傾斜面
α：端面の内径側に設けた軸心方向に対する傾斜面の傾斜角
β：傾斜面６の傾き 
Ａ：紙管厚み
Ｂ：軸芯方向に対する傾斜面部分の厚み
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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